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活性炭与聚乙烯亚胺相互作用
文章作者:韩研网络部 更新时间:2018-4-4 15:25:12

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  活性炭与聚乙烯亚胺相互作用,已经测定并比较了用于在聚乙烯亚胺-浸渍活性炭上吸附金属离子的简单相互作用参数(I PEI)。它用于阐明和比较金属和聚乙烯亚胺浸渍的菲芘金牌\菲芘娱乐\菲芘平台表面之间的相互作用程度。使用活性炭吸附经常被用来在最终排放到环境中之前净化工业污水。最近的研究集中在活性炭的化学改性以改善金属亲和力和/或增加活性炭对某些金属物质的亲和力。一种常用的改性技术是通过使用强酸溶液的湿式氧化来提高金属亲和力。

  我们之前已经研究了聚乙烯亚胺(PEI)浸渍量和PEI的类型对表面特性以及活性炭的金属离子吸附能力的影响。PEI是一种公认​​的聚合物,具有高金属螯合能力,高官能团含量,良好的水溶性和化学稳定性。我们确定在8.41wt.%423PEI / 活性炭下的浸渍提供了2.6和1.5倍的镍和铜吸附容量的最佳增加,表面积与原始活性炭相比减少49% 。我们还表明,只有423-PEI分子显着地填充了活性炭的微孔,而600-和1200-PEI分子太大(就分子尺寸而言)以渗透微孔。

  为了进一步阐明聚乙烯亚胺浸渍量对活性炭上金属离子平衡吸附容量的影响,本文计算和比较了PEI浸渍AC上重金属离子吸附的相互作用参数(表示为PEI)。应该指出的是,I PEI不等于络合常数,只计算比较重金属和PEI浸渍的活性炭表面之间的相互作用程度。

  所使用的活性炭是通过以蒸汽作为活化剂的物理活化过程生产。我们以前进行了PEI浸渍和活性炭样品的物理表征。和使用Phillips XL 30电子显微镜分析活性炭的表面形态。

  结果分析

  纹理特征:表1示出了原始和PEI浸渍的活性炭样品的纹理特征。已确定423,600和1200-PEI的PEI表面饱和度的浸渍百分比分别为29.82,8.26和3.92重量%PEI /活性炭。PEI浸渍百分比的增加降低了特定类型聚乙烯亚胺的BET表面积,这意味着较大量的本体溶液中的PEI促进了活性炭表面上更高的吸附,导致自由表面积减小。 图1a和b显示原始和PEI浸渍的活性炭的SEM显微照片。处于其表面上的初生样品孔隙是狭缝状的,与通常存在于其他农业材料活性炭中的一般蜂窝或圆形孔不同。这表明这些狭缝状的孔阻碍了1200-PEI分子的吸附,这些分子太大而不能渗透它们。

  表1图:原始和PEI浸渍活性炭的结构特征。

  图1:(a)纯净活性炭和(b)聚乙烯亚胺浸渍活性炭的SEM显微照片。

  为了确保Ni 2+的I PEI值的简洁和简单, 还基于用于计算 Cu 2+的I PEI值的方法计算。表2比较了用于PEI浸渍的活性炭的Cu 2+和Ni 2+的测定的I PEI值。很明显,8.41%(重量)423-PEI /活性炭具有最高[PEI-Cu系2+ ]值forv二者的Cu 2+和Ni 2+在3.253和0.452毫摩尔大号-1分别。这表明表面8.41重量%的423-PEI /活性炭具有最高浓度的PEI-Cu 2+和PEI-Ni2+ 与其他PEI浸渍的活性炭相比较。对于4.76重量%的423-PEI /活性炭,3.10重量%的600-PEI /活性炭,1.40重量%的1200-PEI /活性炭和2.08重量%的1200-PEI /活性炭,观察到[PEI]和I PEI的负值?;钚蕴刻峁┗钚蕴勘砻嫔纤璧腜EI分子数量不足以实现显着的络合反应。计算的I PEI值呈现出相当有趣的结果,因为它们似乎随着不同类型的wt.%,PEI类型和金属离子而变化。为了吸附Cu 2+,我PEI对于8.41重量%的423-PEI /活性炭,4.51重量%的600-PEI /活性炭和3.54重量%的1200-PEI /活性炭,观察到最高的值。这表明在这些活性炭样品的表面上Cu 2+和PEI 之间的相互作用程度(其最终导致络合)对于每种类型的PEI是最高的。这是由于活性炭表面存在最佳的ACI分子,与Cu 2+接触的量足够, 而累积孔体积的减少最小化。

  表2图:聚乙烯亚胺浸渍的活性炭的Cu 2+ 和Ni 2+的I PEI值的比较。

  已经测定并比较了用于在聚乙烯亚胺(PEI)- 浸渍活性炭上吸附金属离子的简单相互作用参数(I PEI)。计算的IPEI值呈现出相当有趣的结果,因为它们针对不同类型的wt.%,PEI类型和金属离子而变化。该参数可用于量化存在于多孔材料和金属离子中的官能团之间的相互作用程度。

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